FREEZENSE PAD: Inovasi Biodegradable Active Cooling dari Limbah
Tulisan dari Cresendia Chelseany tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
Oleh: Cresendia Chelseany, Maureen Olivia, Nathania Amadea Trixie, Parlan
FREEZENSE PAD hadir sebagai inovasi pad pendingin dari limbah tulang sapi, kulit udang, dan ampas tebu. Gagasan mengubah limbah menjadi pelindung pangan, karena mempertahankan kualitas pangan bergantung pada proses penyimpanan, pengendalian suhu, kelembapan, mikroorganisme, dan kondisi produk selama distribusi.
Ketika mendengar istilah food loss, umumnya masyarakat berpikir tentang makanan yang tersisa di piring atau bahan pangan yang dibuang karena tidak habis dikonsumsi. Padahal, food loss terjadi jauh sebelum makanan sampai ke meja makan. Pada produk pangan hewani seperti daging dan hasil perikanan, memiliki faktor risiko tinggi mengalami penurunan mutu. Hal tersebut dapat terjadi selama proses penyimpanan maupun distribusi akibat suhu yang tidak stabil, keluarnya cairan dari jaringan pangan, sehingga meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme. Kondisi tersebut dapat menyebabkan produk pangan hewani yang memiliki nilai gizi dapat kehilangan kualitas sebelum sampai kepada konsumen.
Permasalahan tersebut menjadi bagian penting dalam ketahanan pangan. Kajian Kementerian PPN/Bappenas memperkirakan timbulan food loss and food waste di Indonesia berada pada kisaran 23-48 juta ton per tahun, setara dengan sekitar 115-184 kilogram per kapita per tahun, dengan estimasi kerugian ekonomi mencapai Rp213-551 triliun per tahun. Besarnya angka tersebut menunjukkan bahwa upaya mengurangi pangan yang terbuang tidak cukup hanya dilakukan setelah makanan sampai kepada konsumen. Penanganan selama proses produksi, penyimpanan, dan distribusi juga menjadi bagian penting dalam menjaga pangan tetap bernilai.
Ketahanan pangan tidak hanya berkaitan dengan seberapa banyak pangan yang dapat diproduksi, tetapi juga bagaimana pangan tersebut dapat dipertahankan kualitasnya hingga sampai kepada masyarakat. Pangan yang tersedia dalam jumlah besar belum tentu dapat dimanfaatkan secara optimal apabila sebagian diantaranya rusak atau hilang sepanjang proses produksi, penyimpanan, pengolahan, distribusi, hingga konsumsi. Karena itu, pengurangan food loss menjadi bagian penting dalam membangun sistem pangan yang efisien, berkelanjutan, dan mampu memenuhi kebutuhan masyarakat. Salah satu kelompok pangan yang membutuhkan perhatian khusus adalah produk protein hewani. Produk seperti daging memiliki kadar air yang tinggi dan aktivitas air lebih dari 0,95, sehingga relatif mudah mengalami penurunan mutu selama penyimpanan. Suhu penyimpanan yang terlalu tinggi atau tidak terkendali dapat mempercepat proses tersebut, termasuk memicu keluarnya cairan dari jaringan daging (drip loss), mendukung pertumbuhan mikroorganisme, dan mempercepat kerusakan jaringan. Oleh karena itu, diperlukan pendekatan yang tidak hanya mampu mengendalikan suhu, tetapi juga menangani drip loss, membantu menghambat pertumbuhan mikroorganisme, serta memberikan informasi mengenai perubahan kesegaran produk.
Persoalan ini menunjukkan bahwa rantai dingin (cold chain) memiliki peran penting dalam menjaga mutu produk protein hewani. Pendinginan dapat memperlambat berbagai proses kerusakan, tetapi penerapannya masih memiliki keterbatasan. Ice pack dapat mempertahankan suhu rendah, tetapi menghasilkan air lelehan. Gel pack dapat menjaga suhu lebih stabil, tetapi tidak dirancang untuk menyerap drip loss. Sementara itu, absorbent pad mampu menyerap cairan, tetapi tidak memberikan fungsi pendinginan. Di sisi lain, teknologi active packaging dan intelligent packaging telah dikembangkan untuk memberikan aktivitas antimikroba atau memantau kesegaran, tetapi belum secara langsung mengintegrasikan seluruh fungsi tersebut dalam satu sistem. Saat ini, teknologi preservasi pangan telah dikembangkan melalui berbagai pendekatan, seperti ice pack dan gel pack untuk mempertahankan suhu rendah, absorbent pad untuk menyerap cairan, material antimikroba untuk membantu menghambat pertumbuhan mikroorganisme, serta indikator kesegaran untuk memberikan informasi visual mengenai perubahan mutu. Namun, fungsi-fungsi tersebut umumnya masih diterapkan secara terpisah. Selain itu, sebagian teknologi pengemasan pangan konvensional masih mengandalkan material berbasis polimer sintetis yang sulit terurai.
Gagasan tersebut diwujudkan melalui FREEZENSE PAD, sebuah konsep biodegradable active cooling pad yang dirancang untuk membantu menjaga kualitas produk protein hewani selama penyimpanan dan distribusi rantai dingin. FREEZENSE PAD mengintegrasikan empat fungsi utama, yaitu membantu mempertahankan suhu rendah, menyerap drip loss, membantu mengendalikan mikroorganisme, serta memberikan indikator visual terhadap perubahan kondisi kesegaran produk. Pad dirancang untuk ditempatkan pada bagian dasar kemasan tanpa bersentuhan langsung dengan produk pangan.
“FREEZENSE PAD memanfaatkan bahan yang berpotensi menjadi limbah”
Keunikan lain FREEZENSE PAD terletak pada bahan yang digunakan untuk merealisasikan pendekatan multilapis. Tulang sapi dari rumah potong hewan dimanfaatkan sebagai sumber gelatin untuk cooling hydrogel layer. Kulit udang sebagai sumber kitosan untuk menghambat mikroorganisme. Ampas tebu sebagai sumber selulosa sebagai absorbent sponge layer untuk menyerap drip loss. Ketiga material tersebut memiliki fungsi yang berbeda dalam rancangan pad. Pendekatan tersebut tidak hanya berusaha menghasilkan material dengan fungsi baru, tetapi juga menerapkan prinsip waste valorization, yaitu memberikan nilai guna yang lebih tinggi pada hasil samping yang sebelumnya berpotensi menjadi limbah.
“Bagaimana FREEZENSE PAD bekerja?”
Pada bagian pendinginan, cooling hydrogel memanfaatkan air yang terperangkap di dalam matriks hidrogel sebagai media penyimpan energi dingin. Setelah dibekukan, air menyimpan energi dan energi tersebut digunakan untuk menjaga produk tetap dingin. Sementara itu, cairan drip loss akan diserap oleh struktur berpori absorbent sponge layer yang memungkinkan cairan masuk dan tertahan. Penyerapan cairan diharapkan dapat membantu mengurangi akumulasi kelembaban di lingkungan produk. FREEZENSE PAD juga memanfaatkan kitosan sebagai komponen antimikroba karena memiliki kemampuan untuk mengganggu integritas dan permeabilitas membran sel sehingga pertumbuhan mikroorganisme berpotensi terhambat. Fungsi berikutnya adalah indikator kesegaran berbasis antosianin dengan mendeteksi perubahan pH. Selama penurunan mutu produk, terbentuknya senyawa basa volatil seperti amonia dan senyawa nitrogen volatil lainnya dapat mengubah kondisi lingkungan di dalam kemasan yang memicu perubahan warna indikator sehingga memberikan informasi visual mengenai perubahan kondisi produk.
“Seberapa lama FREEZENSE PAD dapat membantu mempertahankan produk?”
Berdasarkan sintesis literatur, produk daging tanpa perlakuan pada suhu ruang diperkirakan memiliki umur simpan sekitar satu hingga dua hari. Penggunaan gel pack dan absorbent pad berada pada kisaran dua hingga tiga hari, sedangkan hidrogel biodegradable dan es berada pada kisaran tiga hingga empat hari. Dari hasil sintesis tersebut, FREEZENSE PAD dirancang dengan target potensi umur simpan sekitar tujuh hingga sembilan hari. Namun, angka ini penting untuk dipahami sebagai target konseptual, bukan hasil pengujian langsung. Artinya, kemampuan FREEZENSE PAD dalam mencapai umur simpan tersebut masih harus dibuktikan melalui penelitian dan pengujian laboratorium. konsep FREEZENSE PAD juga dikaitkan dengan kontribusinya terhadap SDG 2 (Zero Hunger) dan SDG 12 (Responsible Consumption and Production).